Задача 80225 34) К 625 мл раствора серной кислоты с...
Условие
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условиях задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение
а) Кол-во серной кислоты, взятой первоначально
n(H₂SO₄)₁ = c · V = 0,80 моль л⁻¹ · 0,625 л = 0,500 моль
б) Масса образовавшегося осадка
m(BaSO₄) = 209,7 г, M(BaSO₄)=233 г моль⁻¹
n(BaSO₄)=m/M=209,7 г / 233 г моль⁻¹ = 0,899 моль
в) Кол-во сульфат-ионов, появившихся из олеума
n(SO₄²⁻) = n(BaSO₄) – n(H₂SO₄)₁ = 0,899 – 0,500 = 0,399 моль
Пусть в 37,4 г олеума содержатся
x моль свободного SO₃ и y моль H₂SO₄.
Тогда x + y = 0,399 (1)
Масса олеума
80,06x + 98,08y = 37,4 (2)
Из (1) и (2):
y = 0,305 моль x = 0,094 моль
Таким образом 37,4 г олеума ≡ H₂SO₄·7,3 SO₃
(29,9 г H₂SO₄ и 7,5 г SO₃).
Уравнения, иллюстрирующие полученные данные
SO₃ + Ba(OH)₂ → BaSO₄↓ + H₂O
H₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄↓ + 2H₂O
2. Вторая часть опыта (олеум + избыток NaOH)
Уравнения реакций
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
Число молей сульфата-натрия, которое образуется:
n(Na₂SO₄) = x + y = 0,094 моль + 0,305 моль = 0,399 моль
Масса этой соли
M(Na₂SO₄)=142,0 г моль⁻¹
m(Na₂SO₄)=0,399 моль · 142,0 г моль⁻¹ = 56,9 г
3. Масса полученного раствора
Раствор NaOH (избыток)……………… 400 г
Добавленный олеум…………………… 37,4 г
Потерь массы нет (образуется лишь вода из тех же атомов),
следовательно m(р-ра) = 400 г + 37,4 г = 437,4 г
4. Массовая доля соли в растворе
w(Na₂SO₄) = m(Na₂SO₄)/m(р-ра)
w = 56,9 г / 437,4 г = 0,130 ≈ 13,0 %
Ответ: при добавлении 37,4 г указанного олеума к 400 г избытка раствора NaOH образуется раствор, содержащий 13,0 мас % сульфата натрия.